皖北矿区煤矸石理化特征分析及生态风险评价

为了对皖北矿区煤矸石进行无害化处置和资源化利用,系统采集了不同矿区的煤矸石,利用XRD、XRF、ICP-MS及工业分析法进行煤矸石理化特征分析及生态风险评价研究。结果表明,皖北矿区煤矸石样品均具有低水分、高灰、低硫、低发热量的特征,硫含量整体偏低,矸石的组成矿物主要为石英和黏土矿物;煤矸石中Cr、Zn元素含量较高,重金属元素最高的赋存形态均为残渣态;As、Cr、Zn等元素的煤矸石浸出含量较高。皖北矿区煤矸石中重金属大致分为2类:Hg、As、Ni、Zn和Pb;Cr和Cu。重金属元素对矿区生态环境的危害性均较小,潜在生态危害指数大小排序为Cu>Pb>Ni>As>Cr>Zn,综合潜在生态危害指数值为25.96,属于轻微风险等级。

煤层底板含水层区域注浆改造浆液扩散范围现场示踪试验

近年来,为解放底板高承压灰岩水上煤炭资源,华北煤田普遍采用地面定向钻技术,对太原组薄层灰岩进行区域性注浆加固改造(习称“底板区域治理”),以全面封堵灰岩岩溶裂隙并阻断垂向导水通道。该技术中,与浆液扩散范围(半径)密切相关的“水平分支孔”孔间距设计问题,一直备受学界和业界的广泛关注。皖北矿区底板区域注浆工程量大,特别是深部资源开采,将有数十亿元的注浆工程,有必要查清浆液扩散范围真实数据。为此,以皖北矿区恒源煤矿为研究基地,依托Ⅱ63采区底板区域治理工程,设计并实施浆液扩散范围示踪试验,在中间的水平分支孔(Z8-7)投放荧光剂(示踪剂),在两侧的水平分支孔(Z8-6、Z8-8)以及交叉分支检测孔(Z8JC)取岩屑样鉴别荧光水泥,以获得浆液扩散范围,进而在浆液扩散影响因素分析基础上,构建恒源煤矿底板区域注浆治理浆液扩散范围计算公式。结果表明:①综合岩屑现场及室内鉴别结果分析,获得恒源煤矿Ⅱ63采区底板区域注浆浆液扩散范围为38.3~44.0 m,且水泥分布密集区在水平分支孔浆液扩散范围30 m以内,该区域内注浆效果最佳。②通过现场岩屑快速鉴别与室内岩屑精准鉴别,取得的浆液扩散范围基本一致,证明了荧光示踪浆液扩散范围的有效性。③通过对比分析,认为在计算参数、边界约束等符合实际注浆工况条件下,浆液扩散范围理论计算和数值模拟结果,与现场示踪试验实测结果较为接近。④利用示踪试验过程中的压水试验及注浆参数、钻遇构造及水文地质响应等数据,考虑重力、构造、地下水径流等因素影响,借助SPSS非线性拟合软件,得到恒源煤矿Ⅱ63采区底板区域注浆浆液扩散范围计算公式。⑤基于恒源煤矿受注层实际地质、水文地质条件,利用拟合的浆液扩散范围计算公式得出Ⅱ63采区Z8场地浆液扩散范围为37.8~42.9 m,与浆液扩散范围示踪试验实测结果相近,计算公式可在类似条件下推广应用。本次煤矿底板区域注浆浆液扩散范围现场示踪工程试验,不仅取得了浆液扩散范围的真实数据,而且阐明了浆液扩散与多种地质、水文地质因素之间的内在联系,揭示了超深、超长定向钻注浆浆液扩散机理,构建了浆液扩散范围计算公式,为类似条件下底板区域治理工程水平分支孔孔间距的合理设计提供了参考依据。

矿井探地雷达背景杂波抑制方法综述

随着中国煤炭安全高效智能开采需求的不断提升,矿井探地雷达(ground-penetrating radar, GPR)作为一种高精度物探方法,在煤矿井下探测中有广阔的应用前景。由于探地雷达目标回波信号受系统内部噪声、外部电磁干扰、巷道回波、地下介质不均匀等干扰影响,虚警率较高。尤其对于小尺寸目标,其回波信号为弱信号,容易淹没在强烈的背景杂波中,成为目前制约探地雷达探测性能的主要因素之一,进一步实现井下煤层、构造探测、提高探测精度的关键在于对背景杂波的抑制。从对消法、滤波法、分解法和网络法出发,综述这些杂波抑制方法的基本原理、优缺点及其在探地雷达干扰抑制领域的研究进展,并探讨各种方法的适用范围和发展潜力。杂波抑制技术的不断创新将进一步提高探地雷达的信噪比与灵敏度,使其在煤矿井下探测中发挥更大的应用价值。

放煤过程中液压支架顶梁动态载荷演化特征试验研究

接触式煤矸识别需要研究综放开采液压支架顶梁承载特性,但现有研究大多重点关注放煤前后的支架承载特性或在给定载荷情况下支架的力学响应特征,忽略了对放煤过程中载荷变化的深入探究。针对上述问题,搭建了放顶煤支架动态载荷相似模拟试验平台,借助散体颗粒模拟破碎煤矸块体,反演了综放工作面放煤过程,利用薄膜压力传感器采集支架顶梁压力,分析了放煤过程中顶梁动态载荷演化特征。试验结果表明:①顶煤的放出对支架顶梁载荷产生了较为明显的影响,即随着顶煤放出,支架顶梁载荷整体呈先增大后减小最终稳定的演化规律。②沿顶梁长度方向,支架顶梁距离掩护梁越远的位置受顶煤放出的影响越小,主要表现在距离掩护梁越远,顶梁载荷峰值相较初始值的增幅越小,且达到载荷峰值所需的时间越长。③沿顶梁宽度方向,由于顶煤的放出过程受到了约束边界或流动过程不均衡性的限制,顶梁不同位置的载荷峰值具有差异性,顶梁载荷峰值相较初始值的增幅最大值达到了最小值的2.4倍。

皖北钱营孜煤矿地温分布规律及其异常因素分析

根据皖北钱营孜煤矿勘查资料,分析了主采煤层的地温分布特征及地温异常的影响因素。研究表明:研究区地温在垂向上随着深度的增加而升高,由32煤层—82煤层—10煤层的平均地温逐渐增加,10煤层埋深大其热害也相对严重;在横向上,同一煤层温度也有变化,在区内中部NE-SW向条带内温度相对较高。从整体来看,主采煤层高温区主要集中在F22和F17断层所夹持的区域内。矿区32煤层地温异常主要受到地质构造、地下水活动因素共同作用的影响;岩浆岩作用是82煤层和10煤层地温异常区的主要控制因素。

闭坑煤矿矸石山周边农用地土壤—小麦重金属污染特征

以皖北煤电某闭坑煤矿矸石山周边农田为研究对象,通过采集矸石山4个方位300 m范围内的土壤和对应的小麦样品,分析土壤重金属含量、空间分布特征以及小麦不同器官中重金属含量变化及迁移特征,根据小麦中金属含量建立了根系—茎—籽中重金属的迁移转化回归模型。研究结果表明:土壤中Cd、Hg、As、Cr、Ni、Cu、Zn等元素重金属含量均值均低于国家土壤二级标准;矸石山周边农地土壤重金属含量随迁移距离的增加整体呈下降趋势;小麦各器官中,籽实中Zn含量最高,杆径中Hg含量最高,As、Pb、Cr和Ni主要赋存于根系中,小麦中Cu和Zn迁移能力较强。根据小麦的根—茎—籽体系线性回归模型发现,Cu和Zn有着较强的迁移能力,Cr、Hg、Pb和Ni迁移能力较弱,As迁移能力极弱。

皖北矿区压煤村庄土地利用方案优化

文中对皖北矿区煤炭开采造成的地表村庄和土地破坏现状及未来发展趋势进行预计研究,并针对皖北矿区村庄压煤量大、土地破坏严重、复垦率低、村庄搬迁困难、用地矛盾突出等现实问题从现有政策、方案构想、实施方法等方面进行剖析。土地流转可推进压煤村庄搬迁工作,促使失地农民再就业。并在政府、企业、村民有效结合的前提下,土地流转不失为解决皖北矿区压煤村庄土地利用瓶颈的合理方案。

恒源煤矿Ⅲ412回采巷道支护参数数值模拟优化研究

为了有效控制回采巷道围岩大变形问题,以恒源煤矿Ⅲ412回采巷道为研究对象,采用数值模拟及现场矿压监测方法对巷道顶板的锚杆不同间排距进行分析。结果表明,顶板锚杆的间排距为800 mm×800 mm时,支护叠加应力场范围较大,形成完整的压应力区,可以达到较好的支护效果。矿压数据结果表明,使用该方案支护后,围岩的变形量相对较小,且均在工程设计误差允许范围之内,围岩控制效果较好。

皖北矿区土地复垦方案编制要点及存在问题分析

文中结合皖北矿区实际情况,对该区土地复垦方案的编制任务及思路进行了介绍与探讨;对方案编制过程中涉及到的编制要点和存在问题进行了较为深入的剖析,并提出了一些建议和看法;对提高皖北矿区土地复垦方案的编制水平和相关工作的实施具有一定的积极作用。

地面定向钻探技术在新区巷道超查探查中的应用实践

煤矿井下超前钻探往往存在钻孔瓦斯、水害风险及空间受限、严重制约快速掘进等问题。为了破解井下超前钻探安全风险高、掩护距离短、精准探查难、掘进影响大等难题,以祁东煤矿Ⅱ三采区为背景,运用地面区域定向超前探查技术,采用“线网状”分支钻孔布置配合钻孔压水试验实施超前探查,利用地质录井、压水压力、吸水率等数值判定岩层断层、裂隙及陷落柱等发育情况,实现隐蔽致灾因素超前探查与治理,掩护巷道快速安全掘进,推进了防治水工作由局部治理向区域治理、由井下治理向井上下结合治理的转变。

皖北矿区煤系高岭土湿法除铁应用研究

通过对皖北矿区煤系高岭土进行湿法除铁试验研究,检验湿法除铁技术的有效性及实用性,此次试验使高岭土原矿Fe2O3含量由原矿的3.1%以上,通过二次湿法除铁工艺,下降到0.75%以下,产率在75%以上,有效的提高了皖北矿区煤系高岭土在煅烧煤系高岭土中的应用前景。

采动覆岩“突水离层带”岩体结构演化致灾机理及突水预报方法

离层水害是近年来我国东西部矿井较为常见且严重的水害类型,研究采动覆岩结构演化对揭示离层突水机理、灾害预测防治有着重要意义。为分析不同工程地质条件下离层突水演化机理,将可以产生采动覆岩离层涌水的离层水体及其上下位一定范围的岩层统称为“突水离层带”。建立“突水离层带”采动岩体结构力学模型,根据上位岩层和下位隔水层破断规律,分析5种突水类型(采动覆岩离层静水压突水、采动覆岩离层动力突水、多煤层叠加开采离层突水、传统顶板导水裂隙涌水和离层积水不突水)的形成机制和力学条件,研究回采期间导水裂隙带时空演化与离层突水的关系;基于工作面开采条件、覆岩条件、突水离层带发育位置和微震监测,分析了离层突水形成条件,揭示了离层突水演化机理,并对永陇矿区崔木煤矿和招贤煤矿工作面开展了实例分析,提出了工作面离层突水预报方法。研究得出:(1)随着工作面推进,充水离层上位岩层和下位隔水层破断规律的差异是导致出现5种突水类型的根本原因;(2)只有在采高M和充水离层与煤层间距H处于某种特定关系下,才会满足形成“突水离层带”的基本条件,发生离层突水;(3)陕西崔木煤矿21306工作面离层突水主要是由上位岩层破断导致,突水期间高能量矿震(>10^(4)J)发生次数增多,微震日总能量和平均每次能量显著升高;而陕西招贤煤矿1304工作面离层突水是由下位隔水层破断导致,突水期间<10^(3)J矿震每日次数显著增多,对应矿震每日总次数升高而平均每次能量值减小。

皖北矿区采煤塌陷区治理问题分析

从皖北矿区采煤塌陷区的实际情况出发,通过对皖北矿区煤炭开采造成地表村庄及土地塌陷现状进行研究;分析实施压煤村庄搬迁及采煤塌陷土地综合治理存在的问题;给出解决问题方案和保障措施的建议;提出解决采煤塌陷问题的新模式。为解决采煤塌陷区中存在的诸多问题,实现压煤村庄顺利搬迁、土地综合治理,构建和谐矿区,促进煤炭企业健康发展提供借鉴和参考。

试论煤炭集团物业管理存在的问题与对策

随着市场经济发展步伐的加快,一些大中型煤炭集团实施兼并、重组已是发展的必然,主辅分离,剥离后勤管理部门,成立物业总公司是未来物业现代化管理的趋势.文章分析了现行煤炭集团物业管理存在的问题,对存在问题采取哪些完善措施的做法.

钱营孜矿新副井冻结温度场监测与分析

为了探究钱营孜矿新副井冻结过程中温度场演变情况,文章采用相关有限元软件对-50.20m细砂层的温度场进行了模拟、预测。根据模拟的结果绘制了相应的温度场负温区域图,与实测冻结温度场的结果进行了对比分析,ANSYS软件模拟的结果与实测结果吻合,从而为今后的冻结法施工提供了宝贵的建议。

提升机常见故障在线监测、分析及处理方法措施探究

提升机属于一种十分常见的机械设备,其在矿井工程施工的过程中应用最普遍,是矿井工程施工过程中不可或缺的一项重要元素,也是影响矿井工程施工进度与施工成效的重要根源,然而,任何机械设备在使用的过程中,难免会受到各种因素的影响而出现各类故障问题,提升机自然也不例外,因此,加强提升机常见故障分析及处理方法措施探究对于提升机的安全应用以及施工工效的形成具有重要的现实意义与深远的影响。本文主要对提升机以及在线状态监测系统做出了系统概述,阐述了液压站的作用,分析了提升机常见的故障以及提升机常见故障的有效处理方法措施,仅供参考。

校企“双平台”融合培育优秀科研创新团队——以地方应用型高校为例

培育优秀科研创新团队是地方应用型高校高质量发展、提高竞争力的首要任务。文本分析了地方应用型高校科研平台、科研创新团队建设的“瓶颈”问题及其成因,结合宿州学院与皖北煤电集团产学研合作案例,阐明了校企“双平台”融合机制及其在培育优秀科研创新团队中发挥的重要作用,分析宿州学院“煤矿水害防治与矿井水资源化”安徽省高校优秀科研创新团队的梯队结构、主攻方向、标志性成果及所取得的经济社会效益,可为类似条件下的其他地方应用型高校创新团队建设提供参考。

朱集西矿机械造穴钻孔抽采半径考察及卸压增透效果分析

针对朱集西矿11-2煤层工作面实体煤侧巷道条带采用顶板下向穿层孔预抽煤层瓦斯存在的瓦斯抽采浓度低、预抽效果差、预抽时间长、钻孔工程量大的问题,提出采用机械造穴技术对煤层进行增透。基于钻孔瓦斯抽采基础理论,结合钻孔瓦斯流量法、瓦斯含量降低法确定了机械造穴钻孔有效抽采半径,并对比分析了造穴钻孔瓦斯抽采效果,为矿井安全高效生产提供了基础。

深部高水平应力巷道协调控制技术研究

以朱集西煤矿11煤轨道大巷为工程背景,采用理论分析、数值模拟等方法,结合现场实际条件,提出了“注浆加固与高强度高预应力锚杆及钻孔卸压相结合”的协调控制技术并在现场应用。结果表明,轨道大巷围岩变形受最大剪应力为主,对大巷围岩稳定性的影响从大到小为:构造应力、巷道埋深、支护密度、支护长度。将优化后的大巷加固方案进行数值模拟验证,大巷垂直应力最大为23.73 MPa,锚杆索受力明显降低,大巷帮部和底板的塑性区范围减小,进行钻孔卸压后,应力集中带转移至钻孔周围,最大应力降低为22.5 MPa,围岩稳定性较好。结合现场试验结果表明,所提出的修复加固方案能够有效地控制住围岩形变。

煤矿企业成本精益化管理探讨

为了更好地应对复杂多变的外部市场环境,促进煤矿企业实现持续、稳健发展,管理人员应不断强化内部成本管控,将其当作企业高效化经营的一个重点环节加以实施,以此提升企业核心竞争力,为企业的健康发展保驾护航。随着企业对管理环境的重视,精益化管理随之产生,工作人员通过精益化管理可有效提升企业的综合实力,有利于企业管理水平的全面提升。本文就相关问题进行了分析,并就当前煤矿企业成本管理提出了具体优化策略,以此为煤矿企业的健康发展提供参考建议。